基于專利信息分析的技術(shù)生命周期判斷方法

〔摘 要〕本文從專利信息特征出發(fā)研究技術(shù)生命周期的判斷方法，歸納總結(jié)出了5種典型方法，分別為：S曲線法、專利指標(biāo)法、相對(duì)增長率法、技術(shù)生命周期圖法、TCT計(jì)算法。論文給出了具體計(jì)算公式及詳細(xì)的判斷方法。最后對(duì)5種判斷方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，指出各自的適用條件。論文對(duì)技術(shù)生命周期判斷方法的歸納全面而實(shí)用，為研究者根據(jù)實(shí)際情況靈活選用不同判斷方法提供了理論參考。

〔關(guān)鍵詞〕技術(shù)生命周期；專利分析；專利指標(biāo)；S曲線

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０８２１．２０１２．０２．０２５

〔中圖分類號(hào)〕Ｇ２５５.５３ 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕Ｂ 〔文章編號(hào)〕１００８－０８２１（２０１２）０２－００９８－０４

The Distinguishing Methods of Technology Life Cycle Based on Patent AnalysisLi Chunyan

（Institute of Scientific and Technical Information of Jiangsu，Nanjing 210042，China）

〔Ａｂｓｔｒａｃｔ〕This article studied the distinguishing methods of technology life cycle from the information characteristic of patent.It summarized five typical methods, which were s-curve,patent indicators,relative growth rates,patent technology life cycle diagram,TCT.The article gave specific calculation formulas and distinguishing methods.Lastly it evaluated the five methods and also pointed out their applicable conditions.The distinguishing methods of technology life cycle the article summarized were comprehensive and practical.The article provided a theoretical reference for studiers of choosing proper distinguishing methods according to actual situation.

〔Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ〕technology life cycle;patent analysis;patent indicators;s curve

技術(shù)生命周期，是描述一項(xiàng)技術(shù)的使用，從基礎(chǔ)科學(xué)或應(yīng)用科學(xué)衍生發(fā)展而來，將之應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)上，到該項(xiàng)產(chǎn)品導(dǎo)入市場后，直至該項(xiàng)產(chǎn)品退出整個(gè)市場的一段時(shí)間［１］。

因?yàn)榧夹g(shù)生命周期中的各個(gè)階段是可以預(yù)測而重復(fù)的，所以了解技術(shù)處于何種發(fā)展階段，方能進(jìn)行前瞻性的管理，及早處理或避免問題發(fā)生。企業(yè)在技術(shù)的穩(wěn)定階段就應(yīng)有計(jì)劃地思考如何使技術(shù)持續(xù)成長的問題，以避免技術(shù)陷入因無法及時(shí)變遷而面臨衰退甚至解體的困境。

判斷技術(shù)生命周期的方法很多，現(xiàn)在越來越多的人使用專利數(shù)據(jù)評(píng)估技術(shù)生命周期。首先，專利包含許多隱性技術(shù)知識(shí)，透露出技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)。其次，專利能揭示技術(shù)的商業(yè)潛能，因?yàn)閷＠暾?qǐng)的前提是商業(yè)應(yīng)用的可能。第三，基于專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)的技術(shù)生命周期分析比產(chǎn)品生命周期分析早。最后，專利申請(qǐng)可以通過專利數(shù)據(jù)庫容易且客觀地衡量。基于以上優(yōu)勢(shì)，傾向于用專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)作為技術(shù)生命周期描述的基礎(chǔ)［２］。

１ 技術(shù)生命周期的階段特征

一般將技術(shù)生命周期可劃分為4個(gè)階段：導(dǎo)入期、成長期、成熟期、衰退期。

１.１ 導(dǎo)入期

任何一項(xiàng)新技術(shù)自實(shí)驗(yàn)室誕生后最初被引入市場的那段時(shí)期。在這段時(shí)期，專利數(shù)量較少，大多是原理性的基礎(chǔ)專利，由于技術(shù)市場還不明確，研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)較大，只有少數(shù)幾個(gè)企業(yè)參與技術(shù)研究與市場開發(fā)，表現(xiàn)為重大的基本專利的出現(xiàn)。此時(shí)，專利數(shù)量和申請(qǐng)專利的企業(yè)數(shù)都較少（集中度較高）。在此階段，研發(fā)人員對(duì)此技術(shù)的研發(fā)缺乏經(jīng)驗(yàn)，對(duì)此技術(shù)之知識(shí)累積也不夠。開發(fā)的技術(shù)，大都應(yīng)用之前的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究所獲得的較抽象的科學(xué)知識(shí)來開發(fā)設(shè)計(jì)，此階段的技術(shù)為新技術(shù)。由于發(fā)展市場產(chǎn)品前提的基本技術(shù)問題還未解決，創(chuàng)新產(chǎn)品價(jià)格昂貴，顧客的接受能力低，在導(dǎo)入期的后期，專利申請(qǐng)量停滯甚至減少。這個(gè)時(shí)期屬于根本性創(chuàng)新時(shí)期。

１.２ 成長期

隨著基本技術(shù)問題的解決和市場不確定性的消除，迎來了快速發(fā)展的成長期。在這段時(shí)期，新技術(shù)逐漸贏得市場認(rèn)同并為部分廠商相繼采用。許多企業(yè)相繼開始投入研發(fā)。對(duì)于從導(dǎo)入期就開始進(jìn)行研發(fā)的企業(yè)，由于已經(jīng)累積一定程度的R&D經(jīng)驗(yàn)，便可運(yùn)用先前累積的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步加大R&D投資以進(jìn)行創(chuàng)新技術(shù)活動(dòng)，此階段技術(shù)謂之發(fā)展中技術(shù)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，市場擴(kuò)大，介入的企業(yè)增多，技術(shù)分布的范圍擴(kuò)大，表現(xiàn)為大量的相關(guān)專利申請(qǐng)和專利申請(qǐng)人的激增［３］。由于新的競爭者的涌現(xiàn)，專利集中度降低了。

２０１２年２月第３２卷第２期基于專利信息分析的技術(shù)生命周期判斷方法Ｆｅｂ.，２０１２Ｖｏｌ.３２ Ｎｏ.２１.３ 成熟期

新技術(shù)在經(jīng)歷了導(dǎo)入期和成長期之后贏得了社會(huì)的廣泛認(rèn)同，并為廣大用戶所采用的時(shí)期。在此時(shí)期，企業(yè)間競爭非常激烈，產(chǎn)業(yè)界R&D人員對(duì)技術(shù)研發(fā)已累積足夠的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)，技術(shù)商品化的程度非常高。在此時(shí)期，以符合顧客需求的技術(shù)功效改善的邊際率仍大于研發(fā)資源的投資力度，故此階段所使用的技術(shù)為主流技術(shù)。當(dāng)技術(shù)處于成熟期時(shí)，由于市場有限，進(jìn)入的企業(yè)開始趨緩，專利增長的速度變慢。由于技術(shù)的成熟，專利申請(qǐng)人數(shù)量基本維持不變。

１.４ 衰退期

新技術(shù)在經(jīng)歷了成長期和成熟期之后其技術(shù)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)逐步趨于消失的時(shí)期，技術(shù)的發(fā)展已瀕臨飽和，此時(shí)的技術(shù)稱為基礎(chǔ)技術(shù)或常規(guī)技術(shù)。在此時(shí)期內(nèi)，只剩下晚期大眾及落伍型消費(fèi)者會(huì)購買此類產(chǎn)品。當(dāng)技術(shù)老化后，企業(yè)也因收益遞減而紛紛退出市場，此時(shí)有關(guān)領(lǐng)域的專利技術(shù)幾乎不再增加，每年申請(qǐng)的的專利數(shù)和企業(yè)數(shù)都呈負(fù)增長。

技術(shù)生命周期各階段的專利數(shù)據(jù)特征分析如表１所示。表１ 技術(shù)生命周期各階段特征［４］

項(xiàng)目導(dǎo)入期成長期成熟期衰退期專利數(shù)量較少，

增長較緩激增增長趨緩負(fù)增長專利類型發(fā)明發(fā)明實(shí)用新型外觀設(shè)計(jì)

（商標(biāo)）專利申請(qǐng)人較少，

增長較緩激增保持穩(wěn)定負(fù)增長２ 技術(shù)生命周期的判斷方法

判斷技術(shù)生命周期階段的方法很多，本文歸納出了5種典型的判斷方法。

２.１ S曲線法

一項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展過程，有其規(guī)則軌跡可循，其出現(xiàn)的狀況如同人類的生命周期現(xiàn)象，經(jīng)歷萌芽期、成長期、成熟期、衰退期，故又有“成長曲線”之稱，其形狀近似S,也有S曲線之稱。“成長曲線”的用途主要包括兩方面：一為預(yù)測單一技術(shù)解決問題的績效，二為預(yù)測此技術(shù)如何及何時(shí)到達(dá)上限。

任何一項(xiàng)新技術(shù)在最初均成長緩慢，一旦突破某個(gè)界限之后，其效能的成長就變得快速；而當(dāng)其接近上限時(shí)，其效能的增加就變得非常困難，成長也再度緩慢下來，而以圖形表現(xiàn)就如同S形狀一般。技術(shù)進(jìn)步的速度會(huì)因努力（投入、時(shí)間）的程度，而呈現(xiàn)開始的緩慢增加，到中間階段的快速成長，最后因?yàn)樽匀粭l件的限制而無法突破，其技術(shù)進(jìn)步的速度又變得緩慢。這一思想來源于對(duì)某些技術(shù)的技術(shù)行為數(shù)據(jù)隨時(shí)間或累積研發(fā)付出變化呈S形的觀察。圖１顯示了技術(shù)生命周期的S形狀概念，可以看到分為4個(gè)階段：導(dǎo)入期、成長期、成熟期、衰退期（飽和期）。

技術(shù)導(dǎo)入期的技術(shù)行為相對(duì)于研發(fā)努力來說增長率相對(duì)較低。在成長階段，相對(duì)于累積R&D付出的邊際技術(shù)進(jìn)步是正的，即曲線是下凸的，曲線函數(shù)的二次微分為正，技術(shù)進(jìn)步速度不斷提高。而進(jìn)入成熟期，曲線出現(xiàn)一個(gè)拐點(diǎn)，曲線開始變?yōu)樯贤梗€函數(shù)的二次微分為負(fù)，技術(shù)進(jìn)步速度開始變小。進(jìn)入技術(shù)飽和階段即衰退期，即使付出大的R&D努力，技術(shù)行為的提高也是比較小的，技術(shù)績效幾乎不變，幾乎沒有新的專利產(chǎn)生。因此進(jìn)入成熟期后不宜繼續(xù)投資于老的技術(shù)，因?yàn)槲磥砑夹g(shù)的提高是很小的，此時(shí)應(yīng)尋找有更高發(fā)展?jié)摿Φ男录夹g(shù)［５－７］。

S曲線主要包括兩種：一種是對(duì)稱型S曲線，稱Logistic曲線；一種是非對(duì)稱型S曲線，成為Gompertz曲線［８］。當(dāng)研究對(duì)象的發(fā)展只和已生長（已代換）量（率）有關(guān)時(shí)，則選用Gompertz曲線；當(dāng)研究對(duì)象的發(fā)展受已生長（已代換）量和待生長（待代換）量的雙重影響時(shí)，則選用Logistic曲線。在適用上，以Logistic曲線較為普遍。

２.２ 專利指標(biāo)法

該方法通過計(jì)算技術(shù)生長率（ｖ）、技術(shù)成熟系數(shù)（α）、技術(shù)衰老系數(shù)（β）和新技術(shù)特征系數(shù)（N）的值測算專利技術(shù)生命周期［３］。

２.２.１ 技術(shù)生長率（ｖ）

所謂技術(shù)生長率是指某技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利申請(qǐng)或授權(quán)量占過去5年該技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利申請(qǐng)或授權(quán)總量的比率，計(jì)算方法如下：圖１ 技術(shù)生命周期的S曲線［９］

ｖ＝ａ／Ａ

a為該技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)年發(fā)明專利申請(qǐng)量或授權(quán)量；A為追溯到5年的該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)明專利申請(qǐng)累積量或授權(quán)累積量。

如果連續(xù)幾年技術(shù)生長率持續(xù)增大，則說明該技術(shù)處于生長階段。

２.２.２ 技術(shù)成熟系數(shù)（α）

所謂技術(shù)成熟系數(shù)是指某技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利申請(qǐng)或授權(quán)量占該技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利和實(shí)用新型專利申請(qǐng)或授權(quán)總量的比率，計(jì)算方法如下：

Е粒劍幔（ａ＋ｂ）

a為該技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)年發(fā)明專利申請(qǐng)量或授權(quán)量；b為該技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)年實(shí)用新型申請(qǐng)量或授權(quán)量。

如果技術(shù)成熟系數(shù)逐年變小，說明該技術(shù)處于成熟期。

２.２.３ 技術(shù)衰老系數(shù)（β）

所謂技術(shù)衰老系數(shù)是指某技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明和實(shí)用新型專利申請(qǐng)或授權(quán)量占該技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利、實(shí)用新型和外觀設(shè)計(jì)專利申請(qǐng)或授權(quán)總量的比率，計(jì)算方法如下：

Е攏劍ǎ幔ｂ）／（ａ＋ｂ＋ｃ）

a、b含義同上。c為該技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)年外觀設(shè)計(jì)申請(qǐng)量或授權(quán)量。

如果技術(shù)衰老系數(shù)逐年變小，說明該技術(shù)處于衰老期。

２.２.４ 新技術(shù)特征系數(shù)（N）

新技術(shù)特征系數(shù)由技術(shù)生長率和技術(shù)成熟系數(shù)推算而來，計(jì)算方法如下：

В危劍觶α

在某一技術(shù)領(lǐng)域新技術(shù)特征系數(shù)越大，說明該技術(shù)的特征越強(qiáng)。

計(jì)算歷年的這4個(gè)專利指標(biāo)，將其列表并畫成一折線圖，觀察其變化趨勢(shì)，即可判斷技術(shù)所處的生命周期。表２ 技術(shù)生命周期與4個(gè)專利指標(biāo)的關(guān)系

階段ｖαβＮ導(dǎo)入期↑較小，逐年增長，

但增速緩慢↑↑↑成長期↑增速明顯↑↑↑成熟期↓↓↑或不變↓衰退期↓↓↓↓

２.３ 相對(duì)增長率法

用某技術(shù)領(lǐng)域的相對(duì)增長率與相對(duì)增長潛力率構(gòu)成的二維矩陣分析技術(shù)的生命周期，如圖２所示。

圖２ 相對(duì)增長率法

相對(duì)增長率和相對(duì)增長潛力率的計(jì)算公式如下：

RGR＝某技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)數(shù)的平均增長率／所有技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)數(shù)的平均增長率；

某技術(shù)領(lǐng)域的增長潛力率（DGR）＝后n年的專利申請(qǐng)數(shù)的平均增長率／前n年的專利申請(qǐng)數(shù)的平均增長率；

RDGR＝某技術(shù)領(lǐng)域的DGR／所有技術(shù)領(lǐng)域的DGR。

如圖２所示，處于區(qū)域Ⅰ的技術(shù)領(lǐng)域相對(duì)增長率和相對(duì)增長潛力率都很高，技術(shù)增長很快并且具有很大潛力，說明該區(qū)域的技術(shù)領(lǐng)域處于成長階段；區(qū)域Ⅱ的技術(shù)領(lǐng)域相對(duì)增長率依然很高，但相對(duì)增長潛力率有所降低，很可能是處于成熟階段的技術(shù)領(lǐng)域；區(qū)域Ⅲ的技術(shù)領(lǐng)域相對(duì)增長率和相對(duì)增長潛力率都很低，該區(qū)域的技術(shù)領(lǐng)域有可能處于衰退階段；區(qū)域Ⅳ，相對(duì)增長率不是很高，但是相對(duì)增長潛力率很高，該區(qū)域的技術(shù)領(lǐng)域很可能處于萌芽階段，屬于具有很大潛力的朝陽技術(shù)［１０］。

２.４ 技術(shù)生命周期圖法

利用專利申請(qǐng)量與專利申請(qǐng)人隨時(shí)間的推移而變化的數(shù)據(jù)繪制而成。一般來說，專利申請(qǐng)量反映技術(shù)開發(fā)活動(dòng)的程度，而專利申請(qǐng)人反映了該技術(shù)領(lǐng)域參與技術(shù)競爭的企業(yè)或個(gè)人。了解他們之間的相互關(guān)系可以推斷技術(shù)的生命周期，從而指導(dǎo)企業(yè)技術(shù)投入與開發(fā)策略。

圖３ 技術(shù)生命周期圖［４］

２.５ TCT計(jì)算法

與上述研究某一領(lǐng)域整體技術(shù)生命周期不同，該方法主要針對(duì)的研究對(duì)象是某件專利文獻(xiàn)所代表技術(shù)的生命周期。TCT計(jì)算法基于以下理論：技術(shù)生命周期可以用專利在其申請(qǐng)文件扉頁中所有引證文獻(xiàn)技術(shù)年齡的中間數(shù)表示。具體計(jì)算方法如下：

專利年齡＝本專利授權(quán)年－參考專利授權(quán)年

TCT＝中間年齡＝專利年齡由大到小排列位于中間位置的年齡

中間位置＝參考專利數(shù)／2

若參考專利數(shù)為偶數(shù)，則結(jié)果為整數(shù)；若參考專利數(shù)為奇數(shù)，則取結(jié)果的整數(shù)部分和之后的一個(gè)位置。即若參考專利數(shù)為n，﹏/2若為整數(shù)，則正好是中間位置；﹏/2若不是整數(shù)，設(shè)其整數(shù)部分為a，則第a位和第a+1位為中間位置，中間年齡為第a位的年齡n1和第a+1位的年齡n2的平均數(shù)即(n1+n2)/2АＨ綣中間年齡同時(shí)有幾篇，應(yīng)該計(jì)算它們的平均貢獻(xiàn)，如第a位的年齡n1，第a+1位的年齡n2，第a+2位的年齡也是n2，則中間年齡為(n1+n2+n2)/3年。

TCT用于捕獲企業(yè)正在進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的信息，它測量的是最新專利和早期專利之間的一段時(shí)間。很顯然，早期專利代表著現(xiàn)有技術(shù)，因此TCT其實(shí)就是現(xiàn)有技術(shù)和最新技術(shù)之間的發(fā)展周期。一個(gè)技術(shù)領(lǐng)域其技術(shù)生命周期TCT平均值可以從本質(zhì)上區(qū)別于其他技術(shù)領(lǐng)域。TCT具有產(chǎn)業(yè)依存性，相對(duì)熱門的技術(shù)TCT較短，快速變化的技術(shù)領(lǐng)域，如電子技術(shù)，技術(shù)生命周期一般為三四年，而技術(shù)緩慢變化的技術(shù)領(lǐng)域，如造船技術(shù)，技術(shù)生命周期一般在15年或更長。實(shí)際工作中TCT主要用來計(jì)算單件專利的技術(shù)生命周期，但也可以計(jì)算企業(yè)專利技術(shù)的平均生命周期或技術(shù)領(lǐng)域的生命周期［３］。然而計(jì)算企業(yè)或技術(shù)領(lǐng)域的生命周期時(shí)需要逐項(xiàng)計(jì)算TCT，再求其平均值，操作起來過于繁瑣，故一般不用于計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域的生命周期。

３ 方法評(píng)價(jià)

本文較為全面系統(tǒng)地歸納整理了判別技術(shù)生命周期階段的5種方法即S曲線法、專利指標(biāo)法、相對(duì)增長率法、技術(shù)生命周期圖法、TCT計(jì)算法。這5種方法各有特點(diǎn)，可根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)的方法。S曲線法和TCT計(jì)算法可以計(jì)算出具體的數(shù)值，為定量的方法。S曲線法可用專門的軟件工具畫出直觀明確的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)圖，演算各個(gè)階段的分界點(diǎn)及臨界值。實(shí)際工作中TCT主要用來計(jì)算單件專利的技術(shù)生命周期，然而計(jì)算企業(yè)或技術(shù)領(lǐng)域的生命周期時(shí)需要逐項(xiàng)計(jì)算TCT，再求其平均值，操作起來過為繁瑣，故一般不用來計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域的生命周期。專利指標(biāo)法和相對(duì)增長率法為定量定性相結(jié)合的方法，專利指標(biāo)法各指標(biāo)均要逐年計(jì)算，優(yōu)點(diǎn)是指標(biāo)容易采集。技術(shù)生命周期圖法根據(jù)趨勢(shì)判別生命周期階段，可視為定性的方法。

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